含全氟壬烯基丙烯酸酯单体合成及乳液聚合

研究了含全氟壬烯基丙烯酸酯的合成及其聚合反应。以全氟壬烯氧基苯磺酰氯为原料,经酰胺化、酯化得到N-甲基-N-p-全氟壬烯氧基苯磺酰胺基乙基丙烯酸酯(Ⅲ);确定了Ⅲ的较优合成工艺条件为:n(Ⅱ)∶n(丙烯酰氯)=1∶3,室温反应6 h,含氟单体Ⅲ的收率为75.0%;并将Ⅲ与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)在K2S2O8(KPS)存在下,通过半连续乳液聚合法,制备了含氟丙烯酸酯乳液。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振波谱(1HNMR)、质谱(ESI-MS)等对含氟丙烯酸酯单体(Ⅲ)和聚合物乳胶膜的结构进行了表征;考察了乳液的稳定性、Ⅲ的含量对聚合物膜上水接触角的影响。当含氟丙烯酸酯占单体总质量的20%时,水接触角为88.2°。     

含全氟壬烯基的丙烯酸酯的合成

以p-全氟壬烯氧基苯甲酰胺(Ⅰ)为原料,经羟甲基化和酯化两步反应,制备了p-全氟壬烯氧基苯甲酰胺基丙烯酸甲酯(Ⅱ),用FTIR、1HNMR、19FNMR对其结构进行了表征。中间体N-羟甲基-p-全氟壬烯氧基苯甲酰胺(Ⅲ)的最优合成工艺条件为:n(Ⅰ)∶n(甲醛)=1∶6.0,碳酸钠为碱性催化剂,pH=8.0～10.0,70℃反应8h,Ⅲ的收率84.7%。Ⅱ的最优合成工艺条件为:n(Ⅲ)∶n(丙烯酸)=1∶2.0,甲苯为共沸剂,对甲苯磺酸为催化剂,回流反应8h,Ⅱ的收率74.2%。     

全氟壬烯基丙烯酸酯的聚合与性能

研究了含全氟壬烯基丙烯酸酯的聚合反应和拒水性能。含氟单体N-乙基-N-p-全氟壬烯氧基磺甲酰胺基乙基甲基丙烯酸酯(I)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)在K2S2O8(KPS)存在下,通过半连续乳液聚合法,制备了带蓝色荧光含氟丙烯酸酯乳液(Ⅱ)。用傅立叶红外光谱(FT-IR)表征了聚合物薄膜的结构;考察了乳液(Ⅱ)的稳定性和水在乳胶膜上的接触角;织物以10 g/L含氟整理剂(Ⅱ)、室温浸渍40 min、100℃烘干后,180℃焙烘10 min,防水性达到5级,水接触角158°,具有优良的防水性能。     

含全氟壬烯基的阳离子氟表面活性剂的合成

以p-全氟壬烯氧基苯甲酸为原料,经酰氯化、酰胺化和季铵化三步反应,制备了N-[3-(p-全氟壬烯氧基苯甲酰氨基)丙基]-N,N,N-三甲基碘化铵(Ⅰ),用IR、1HNMR、19FNMR对其结构进行了表征,并测试了其水溶液的表面张力。p-C9F17OC6H4COOH(Ⅱ)与过量SOCl2在40℃反应3 h后,与N,N-二甲基丙二胺反应,n(Ⅱ)∶n(N,N-二甲基丙二胺)=1∶2,乙腈作溶剂,70℃反应1 h,N-[3-(p-全氟壬烯氧基苯甲酰氨基)丙基]-N,N-二甲基胺(Ⅲ)收率89.3%。Ⅰ的较佳合成工艺条件为:n(Ⅲ)∶n(碘甲烷)=1∶1.2,乙腈作溶剂,回流1.5 h,收率88.3%。Ⅰ的水溶液CMC为9.67×10-4mol/L,γ为20.4 mN/m。     

聚甘油全氟壬烯基醚的合成与表面性能

研究了非离子型表面活性剂聚甘油全氟壬烯基醚的合成及其表面性能。以十聚甘油(PG-10)和全氟壬烯(PFN)为原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,在碳酸钠存在下合成了十聚甘油全氟壬烯基醚(PDE)。用红外光谱和19F-NMR对产物分子结构进行了表征,考察了PDE的合成工艺,泡沫性能和对苯-水体系的乳化性能。当n(PG-10):n(PFN):n(Na2CO3)=1:1:1,DMF为溶剂,PG-10和PFN在50℃反应6 h,所得产物PDE水溶液的临界表面张力(CMC)为22.5 mN·m-1。1 g·L-1 PDE水溶液对苯-水体系的乳化力为746 s,发泡体积为75 mL,泡沫半衰期(T1/2)为77s。十聚甘油全氟壬烯基醚是性能优良的非离子表面活性剂和乳化剂。     

一种含全氟壬烯基硅表面活性剂的制备

研究了2-甲基-2-全氟壬烯氧基乙氧基羰基乙基甲基二聚乙氧基硅烷(Ⅴ)的制备方法和表面活性。以甲基丙烯酸-2-全氟壬烯氧基乙基酯(Ⅰ)和甲基二氯硅烷(Ⅱ)为原料,在氯铂酸催化下经过硅氢化反应得到2-甲基-2-全氟壬烯氧基乙氧基羰基乙基甲基二氯硅烷(Ⅲ),Ⅲ与聚乙二醇(Ⅳ)缩合反应得到非离子表面活性剂Ⅴ。用FTIR和MS对其结构进行了表征,优化了硅氢化反应工艺条件,测试了Ⅴ水溶液的表面张力和临界胶束浓度(CMC)。中间体Ⅲ的较优合成条件为:以四氢呋喃为溶剂,n(Ⅰ)∶n(Ⅱ)=1∶1.2,50℃下反应24 h,收率68.0%。表面活性剂Ⅴ水溶液的临界胶束质量浓度为0.22 g/L,此时的表面张力为19.5 mN/m,表明Ⅴ是高活性氟硅表面活性剂。     

全氟羧酸单体合成的研究进展

全氟羧酸单体是合成全氟离子交换膜的重要单体。本文介绍了国内外全氟羧酸单体（全氟烷基乙烯基醚）的多种合成技术及进展,并对各条合成路线进行了分析,同时国内的研究也有很大的进展。     

聚乙二醇单全氟壬烯基醚的合成与表面性能

以硼酸、聚乙二醇(PEG)和全氟壬烯为主要原料制备了聚乙二醇单全氟壬烯基醚,以红外光谱表征,并研究了其水溶液的表面性能。硼酸与聚乙二醇酯化反应以四氢呋喃作溶剂,n(PEG)∶n(硼酸)=3∶1,80℃反应3h,生成硼酸三聚乙二醇酯。聚乙二醇另一未反应的羟基再与全氟壬烯进行醚化反应,N,N-二甲基苯胺作缚酸剂,n(C9F18)∶n(硼酸三聚乙二醇酯)=3∶1,80℃反应1h,得硼酸聚乙二醇单全氟壬烯醚三酯,然后在70℃水解反应8h,得聚乙二醇单全氟壬烯基醚,收率90%左右(以全氟壬烯计)。测定了聚乙二醇单全氟壬烯基醚[C9F17O(CH2CH2O)nH]的表面张力和临界胶束浓度(CMC)。C9F17O(CH2CH2O)nH能大大降低水的表面张力,n越小,其表面张力越低。C9F17O(CH2CH2O)8H的CMC、γCMC和浊点分别为1.26×10-4mol/L,24.4mN/m,54.3℃。     

含全氟聚醚聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（ IPDI）、全氟聚醚醇（ Fluorolink E10H）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）以及聚乙二醇（ PEG）、聚四氢呋喃二醇（PTMG）、聚碳酸酯二醇（ PCDL）为原料合成 3种含氟聚氨酯丙烯酸酯（ FUA）,并作为低聚物添加到 UV固化涂料体系中。分别对 UV固化涂层的接触角、吸水率、耐摩擦性、形貌及表面组成等性能进行了研究。结果表明：以 PCDL为原料、低聚物用量为 2. 4%时具有良好的表面性能,水和正十六烷的接触角分别达到 114. 7°和 69. 7°,负载为 500 g、以无纺布为摩擦媒介摩擦 1 000次后水接触角为 107. 8°,涂层具有良好的耐摩擦性能。     

一种含氟丙烯酸酯单体的合成与表征

首先以甲基丙烯酸与草酰氯室温反应3h得到甲基丙烯酰氯(Ⅰ);在三乙胺催化下,将Ⅰ与乙醇胺0℃反应5h,室温反应20h得到羟乙基甲基丙烯酰胺(Ⅱ)。全氟辛酸经酰氯化,再与Ⅱ于室温反应46h,成功制得含全氟基团的丙烯酸酯单体——全氟辛酸甲基丙烯酰胺基乙酯。探讨了各步反应的主要影响因素,并用FTIR、MS、13CNMR等对产物的化学结构进行了表征。     

一种含氟共聚物乳液的制备及其性能

通过制备一种含有全氟壬烯基的含氟共聚物乳液,并考察其性能,研究了含氟单体对共聚物乳液性能的影响。以K2S2O8为引发剂,丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和全氟壬烯基烯丙基醚(PFNAE)为共聚单体,采用半连续乳液聚合的方法,制备了带蓝色荧光的含氟乳液。用傅里叶红外(FT-IR)、接触角、差示量热扫描(DSC)和热重(TG)分析等手段对制备的PFNAE-BA-MMA共聚物(PBM)结构和性能进行表征。结果表明:引入含氟单体后,聚合物的疏水性、热稳定性、玻璃化温度(Tg)都有提高。水在含氟共聚物上的接触角随含氟单体用量的增加而增大,当PFNAE占单体总质量的25%时,水的接触角为94.9°;当PFNAE占单体总质量的20%时,共聚物在221℃开始分解,429.5℃分解完全,该共聚物Tg为8.5℃。PFNAE-BA-MMA共聚物具有一定的拒水性和良好的热稳定性。     

水性含氟丙烯酸酯核壳乳液的制备及性能研究

采用半连续乳液聚合法合成了以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为成核单体,甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸六氟丁酯(HF)为成壳单体的核壳型微乳液。通过TEM、SEM、FT-IR对乳液及乳液固化膜性能进行了表征;对乳液的稳定性做了测试,用接触角法对乳液固化膜表面性能进行了研究。结果表明:当含氟单体质量分数为19.34%时,核壳型结构粒子呈球形分布,乳液稳定性良好,成膜性较好,乳液固化膜的表面能为24.26 mJ/m2,与之相对应的无氟乳液固化膜的表面能为52.73 mJ/m2。根据本研究得出的原料、配方及工艺方法制备的乳液及其膜有较优的性能。     

含氟苯丙无皂乳液的合成及其在涂料中的应用

以过硫酸铵(APS)为引发剂,将丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(ST)、丙烯酸(AA)与甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)通过无皂乳液聚合法制备了含氟苯丙无皂乳液(BSAD)。通过IR、TEM、粒度仪及Zeta电位分析仪表征了乳液主组分结构、乳胶粒形貌、粒径分布及Zeta电位,并考察了丙烯酸钠、引发剂APS、DFMA的用量及反应温度对乳液性能的影响。并将该乳液与纳米TiO2等复配制备了氟碳涂料。结果表明,当丙烯酸钠质量分数为12%,APS质量分数为1%,反应温度为78℃时,乳液性能最佳,此时凝胶率为0.8%,耐水性大于168 h,单体转化率为97.1%;当DFMA质量分数为25%时,涂膜疏水性最佳,水接触角达到113°,吸水率为6.4%;制得的氟碳涂料的附着力、硬度、耐水性等都获得了令人满意的效果。     

Preparation of super‐hydrophobic film with fluorinated‐copolymer

Organic superhydrophobic films were prepared by utilizing TA‐N fluoroalkylate (TAN) and methyl methacrylate (MMA) copolymer as water‐repellent materials and inorganic silica powder as surface roughness material has been developed. Coating solutions prepared by adding silica powders into copolymer solution directly (one‐step method) and by adding silica powders into monomers and allowing them to react (two‐step method). The results showed that contact angles of the films prepared by one‐step method (37.6 wt % of silica powders in the coating solution) were greater than 150°, but the transmittance of the film at visible light was only 30%. On the other hand, the contact angle of films prepared by two‐step method (20 wt % of silica powders in the coating solution) was greater than 160° and the transmittance of the film was greater than 90%. The contact angle of the film prepared by poly(octyl acrylate), POA, was 32.1°, but while introducing silica powder into the system, the contact angle of the film was reduced to be smaller than 5°. Thus, superhydrophobic and superhydrophilic films can be obtained by introducing a roughening material on the hydrophobic surface and the hydrophilic surface, respectively. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 104: 1646–1653, 2007     

醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液胶粘剂的研制

介绍了一种醋酸乙烯－丙烯酸酯共聚乳液的合成工艺,主要影响因素及其粘接性能。     

自交联含氟丙烯酸酯共聚物乳液的制备

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要单体,甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)为含氟单体,N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)为交联单体,采用种子乳液聚合法制备了自交联含氟丙烯酸酯共聚物乳液。研究了HFMA、NMA、复合乳化剂(SDS OP-10)、引发剂(KPS)用量、聚合温度、聚合时间和搅拌速度等因素对聚合反应最终转化率和乳液稳定性的影响,结果表明在m(MMA)∶m(BA)=1∶1及搅拌速率210 r/min条件下,HFMA、NMA、SDS OP-10和KPS加入量分别为总单体量的7%、3%、3%和0.5%(均为质量分数),以及聚合温度75℃、反应时间4 h时,制备得到的乳液单体总转化率高,乳液凝聚率低,聚合反应稳定,涂膜的综合性能优良。此外,含氟乳胶膜的FT-IR及TG-DSC分析结果表明,HFMA有效地参与了共聚反应,提高了涂膜的耐热性。     

含聚二甲基硅氧烷的嵌段共聚物的制备技术

按聚合机理划分方法综述了含聚二甲基硅氧烷的嵌段共聚物的相关制备技术.包括阴离子聚合法、缩聚法、氧氮自由基聚合法、原子转移自由基聚合法、可逆加成-断裂链转移聚合法.     

含氟丙烯酸酯共聚物的制备及性能

自制含氟丙烯酸酯单体与其他丙烯酸酯分别以溶液聚合和乳液聚合制得含氟丙烯酸酯溶液共聚物(Ⅰ)和乳液共聚物(Ⅱ),并与不含氟的丙烯酸酯共聚物(Ⅲ)性能进行了对比:Ⅰ在水中浸泡96h后涂膜完好,Ⅲ剥离;Ⅱ在水中浸泡24h后吸水率为12 01%～13 65%,Ⅲ为24 87%;Ⅰ、Ⅱ分别在丙酮和w(NaOH)=5%的水溶液中浸泡24h,涂膜基本完好,Ⅲ则剥离、破裂或溶解;w(氟单体)=5%时以KH-570改性Ⅰ并按上述方法测试性能,涂膜完好,硬度由HB提高到H;Ⅰ与水的平均接触角为62 1°～68 4°,Ⅱ为53 9°～61 0°,Ⅲ为29 1°～30 5°,KH-570改性Ⅰ后为63 4°～67 3°。上述结果表明:含氟共聚物涂膜的耐水性、耐碱性、耐溶剂性和自洁性均优于不含氟的共聚物,且含氟单体与KH-570具有良好的协同作用。